CN106876905A - 一种高隔离度的双频mimo天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，它包括：介质基板(104)、两个天线辐射单元(101)、两个微带馈线(102)、T型存根(104)、两个开口环型嵌套谐振器(105)、接地板(106)组成；其特征在于，两个辐射单元为平面E字形金属贴片，开口方向斜向朝外。本发明MIMO天线工作频率为1575MHz、2650MHz，可应用于GPS和LTE-A通信，且该天线去耦合效果明显。该MIMO天线设计简单、结构紧凑、加工方便、成本低廉。

Description

一种高隔离度的双频MIMO天线

技术领域

本发明涉及根据权利要求1所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，该天线可用于GPS和LTE-A通信领域。

背景技术

现代通信领域中，我们设计天线时，主要面临的挑战是，提高天线的频段同时，增加天线之间的隔离度，以便天线应用于不同的应用领域，如GPS、LTE-A。

全球定位系统(GPS)的使用非常的广泛，如手机、飞机、汽车等。一般民用的GPS接收的L1、L2频段信号。L1频段的频率为1575.42±10MHz，L2频段的频率为1227.60±10MHz。

LTE-A是LET技术的演进版本，其采用了一系列先进的技术，包括载波聚合、上/下行多天线增强、多点协作传输等，能大大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值频谱效率。这使得LTE和LTE-A系统成为未来几年内无线通信发展的主流。

无线MIMO技术也被认为是未来通信技术发展的关键技术之一。传统的通信技术一般采用的是SISO(单输入单输出)系统，由于香农定理在信道容量方面的限制，在数据吞吐量上有非常大的限制，而多输入多输出MIMO技术在不增加频带带宽和发射总功率前提下，采用了天线分集技术，在数据吞吐量和传输距离上均有较大提升。

MIMO技术中关键环节为MIMO天线设计，受到发射机或接收机尺寸及结构的限制，在较小的空间内设置较多的天线单元，这对天线单元设计和天线布局有较高要求。为了使得天线在有限的空间内，使得更天线单元之间有较小的相关性，同时取得MIMO系统的最大通信容量。MIMO天线的去耦合方法很多，例如，加载PBG结构，加载缝隙结构，加载材料结构，增加地板分支等。随着通信设备的小型化，目前研究的二单元MIMO天线的设计带宽较窄，隔离度较低，不能很好地满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种体积小，结构紧凑，高隔离度的双频MIMO天线，该天线可以用于GPS和LTE-A通信。

本发明所采用的技术方案：

一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，它包括：介质基板(104)、两个天线辐射单元(101)、两个微带馈线(102)、T型存根(104)、两个开口环型嵌套谐振器(105)、接地板(106)组成；其特征在于，两个辐射单元为平面E字形金属贴片，开口方向斜向上朝外。

所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，两微带馈线均为矩形阶梯状金属贴片，其一端与辐射单元相连，一端为馈电端口。

所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，整个天线关于中轴线镜像对称。

所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，天线背面的T型存根中具有两个开口环型嵌套谐振器。

该发明MIMO天线相对于现有的MIMO天线具有以下的特性和优点：

设计简单、结构紧凑、加工方便、成本低廉。

其特征在于，工作频率为1575MHz、2650MHz，可应用于GPS和LTE-A通信。

附图说明

图1是本发明实施实例的结构示意图；

图2是本发明实施实例的正面结构示意图；

图3是本发明实施实例的侧面结构示意图；

图4是本发明实施实例的背面示意图；

图5是本发明实施实例的背面结构示意图；

图6是本发明实施实例的开环谐振器结构示意图；

具体实施方式

本发明的目的在于提供了一种体积小，结构紧凑，高隔离度的双频MIMO天线，该天线可以用于GPS和LTE-A通信,。

下面结合附图具体对发明做更详细的描述：

本发明的一个实例如图1所示，介质基板(104)是介电常数为4.4的FR-4。该介质基板的厚度为1.54mm。介质基板下的金属接地板(106)采用铜材料。

本发明的一个实例如图1所示，一种高隔离度的双频MIMO天线，两个天线辐射单元(101)、两个微带馈线(102)、T型存根(104)，均采用铜材料。

该发明一种高隔离度的双频MIMO天线的设计参数：

本发明的一个实例如图1所示，介质基板(104)是介电常数为4.4的FR-4，该基板长度L＝90mm，宽度W＝50mm，厚度为1.54mm。FR4材料具有电绝缘性能稳定、平整度好、表面光滑、无凹坑、厚度公差标准的特点，它的电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环境影响小，是常用材料，便于制作和工业生产。

如图2所示，所述的两个镜像对称的天线辐射单元，其中高频单极子的长度从大到小依次为L1＝22.5mm，L2＝15mm，L3＝8.5mm，宽度相等均为W1＝1.5mm。微带馈线的宽度依次为2.9mm和1.5mm。

如图5背面结构示意图所示，其中L8＝42.5mm，T型存根中L9＝8mm，L10＝39.5mm，L11＝7mm，宽度W3＝15mm，通过改变T型存根的形状，可以控制天线隔离度。

如图6，开口环型嵌套谐振器结构示意图所示，其中外侧开口环型谐振器，长度L12＝15mm，L13＝6mm，L14＝1mm。宽度W4＝9mm，W5＝7mm；内侧开口环型谐振器的长度，L13＝4mm，W6＝7mm，W7＝3mm，通过调整两镜像对称开口环型嵌套谐振器的位置可以改变MIMO天线的隔离度。

Claims (5)

1.一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，它包括：介质基板(104)、两个天线辐射单元(101)、两个微带馈线(102)、T型存根(104)、两个开口环型嵌套谐振器(105)、接地板(106)组成；其特征在于，两个辐射单元为平面E字形金属贴片，开口方向斜向上朝外。

2.根据权利要求1所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，两微带馈线均为矩形阶梯状金属贴片，其一端与辐射单元相连，一端为馈电端口。

3.根据权利要求1所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，整个天线关于中轴线镜像对称。

4.根据权利要求1所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，天线背面的T型存根中具有镜像对称的两个开口环型嵌套谐振器。

5.根据权利要求1所述的一种高隔离度的双频MIMO天线，其特征在于，工作频率为1575MHz、2650MHz，可应用于GPS和LTE-A通信。